多芯光子晶體光纖激光器及光子晶體光纖表面等離子體共振傳感研究.pdf

1、光子晶體光纖以其靈活的結構設計和優(yōu)異的光學性能受到廣泛關注，成為光纖光學領域中研究的熱點，尤其在光纖激光和光纖傳感領域中尤為突出。本文從理論和實驗出發(fā)研究了多芯光子晶體光纖和柚子型光子晶體光纖在以上兩個領域中的應用：利用有限元法數(shù)值模擬了多芯光子晶體光纖激光器的模場和溫度分布特性；開展了18芯光子晶體光纖激光器的近場同相位超模選擇及縱向溫度分布的實驗研究；數(shù)值模擬并實驗分析了基于柚子型光子晶體光纖的表面等離子共振傳感特性。
　　本

2、文的主要工作和創(chuàng)新點歸納如下：
　　1.理論分析了多芯光子晶體光纖激光器的模式耦合原理及超模分布特性，利用有限元法分別對具有16芯矩形陣列結構及18芯和19芯環(huán)形陣列結構的光子晶體光纖激光器的超模分布特性進行了數(shù)值模擬分析。
　　2.分析研究了光纖激光器的泵浦耦合系統(tǒng)，采用Basic語言對耦合過程進行了可視化編程設計，分析了不同透鏡組合的耦合特性；通過選用兩塊凸面相對的非球面透鏡組成了泵浦耦合系統(tǒng)，實現(xiàn)了對泵浦光1:1的高效

3、空間耦合；利用顯微物鏡和CMOS圖像傳感器結合圖像處理技術自主設計了一套光纖激光器近場觀測裝置，實現(xiàn)了對光子晶體光纖端面的顯微成像，并實時觀測了18芯PCF激光器的近場模式分布特性；采用折疊腔和小孔選模技術實現(xiàn)了18芯PCF激光器同相位超模的選模輸出，當泵浦功率為33.75W時獲得了14.85W的1037nm單一波長的激光輸出。
　　3.理論分析了PCF激光器的熱傳導機理，利用有限元法數(shù)值模擬了高功率泵浦下單芯、18芯和19芯PC